Kayaçların çekme dayanımlarının doğrudan ve dolaylı yöntemlerle belirlenmesine yönelik yeni bir yaklaşımın geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: TAMER EFE
Danışman: Servet DEMİRDAĞ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Kaya malzemesinin çekme dayanımı (ÇD), doğrudan (direkt) ve dolaylı (indirekt) yöntemler kullanılarak belirlenmektedir. Genelde doğrudan yöntemler hem zaman alıcı, hem de daha maliyetlidir. Dolaylı yöntemlerin yaygın kullanılanları ise daha basit, ucuz ve uygulaması kolay olduğundan tercih edilmektedir. Ancak yapılan birçok çalışmada, dolaylı yöntemlerden elde edilen sonuçların gerçek ÇD'nı temsil etmediği belirtilmektedir. Bu tez çalışmasında kayaçların ÇD değerlerinin doğru bir biçimde belirlenebilmesine imkân sağlayacak yeni bir yaklaşımın geliştirilmesi amacıyla bir dizi deneysel, nümerik ve istatistiksel analiz çalışması yürütülmüştür. Bu kapsamda sedimanter (kireçtaşı, killi kireçtaşı, dolomitik kireçtaşı), metamorfik (ince ve iri kristalli mermer) ve magmatik (tüf, andezit, granit, diyabaz) kökenli 9 farklı kayaç türü üzerinde öncelikle temel fiziksel ve mekanik özellikler belirlenmiştir. Ardından ilk olarak kayaçların tek eksenli ÇD (doğrudan yöntem) değerini belirleyebilmek için 3 farklı dambıl (dog bone) şekilli numune geometrisi tasarımı yapılmıştır. Tasarımlara uygun olarak hazırlanan numuneler üzerinde nümerik (gerilme analizleri) ve deneysel çalışmalar yürütülerek ve en uygun geometri tespit edilmiştir. Belirlenen geometriye göre her kayaç türünden numuneler hazırlanarak doğrudan ÇD değerleri belirlenmiştir. Daha sonra aynı kaya bloğundan elde edilmiş olan diğer numuneler üzerinde yaygın kullanılan dolaylı yöntemlerden Brezilya ÇD (3 farklı boy/çap oranında: 0,50; 0,75; 1,00), 3 nokta eğilme dayanımı (3 farklı standarda göre) ve 4 nokta eğilme dayanımı (3 farklı standarda göre) deneyleri yapılmıştır. Tüm deneylerde aynı cihaz kullanılarak cihaz kaynaklı hataların önüne geçilmesi hedeflenmiştir. Brezilya deneyleri sırasında yüksek hızlı çekim yapan kamera ile çatlak başlangıçlarının nerede olduğu belirlenmiştir. Elde edilen tüm bulgular üzerinde bir dizi istatiksel analiz çalışması yürütülmüştür. Deneysel ve nümerik analiz çalışmaları sonuçlarına göre hiçbir dolaylı yöntemin, kayaçlarda tek eksenli ÇD'nı temsil etmediği görülmüştür. Kayaçların tek eksenli ÇD'nı belirleyebilmek için yeni bir numune geometrisi önerilmiştir. Brezilya deneylerinde çatlağın genellikle numune ekseni boyunca ve merkezine yakın bir bölgede başladığı tespit edilmiştir. Brezilya deneyinde boy/çap oranının deney sonucu üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Kayaçların tek eksenli ÇD değerlerinin dolaylı yöntemlerden tahmin edilebilmesi için yeni düzeltme katsayıları önerilmiştir. Tüm kayaçlarda kullanılabilecek katsayılar 0,50σtBrez, 0,33σ3Neğ, 0,40σ4Neğ olarak bulunmuştur. Ayrıca çoklu doğrusal regresyon analizleri ile dolaylı yöntemler içerisinde ÇD'nı en iyi tahmin eden ve P dalga hızı değerlerini içeren yeni istatiksel modeller önerilmiştir.